Una nuova ricerca condotta in Svizzera, basata sui calcoli di un supercomputer, suggerisce che aloni di materia oscura - del peso pari a quello della Terra ma estesi quanto il nostro sistema solare - sono state le prime strutture ad emergere nel nascente universo post Big Bang, e hanno formato le prime galassie. Solo la Via Lattea ne può contenere quadrilioni. Quando ciò che ne rimane oggi passa per la Terra, ogni qualche migliaia di anni, lascia una brillante traccia di raggi gamma...

La distribuzione della materia oscura avvolge la Via Lattea. Numerosi aloni di materia oscura possono essere visti in quest'immagine che è il risultato di sei mesi di calcoli effettuati da un supercomputer svizzero. Credits: Institute for Theoretical Physics/ University of Zurich.

L'universo è un amorfo blob di spazio-tempo che si stende in ognidove per circa 25-30 miliardi di anni-luce. All'interno di questa vasta area inimmaginabile, ci sono, come minimo, 100 miliardi di galassie che contengono 100 triliardi di stelle, e un vasto assortimento di pianeti, pianetoidi, asteroidi e comete, senza menzionare tutte quelle nubi di polveri interstellari da cui nasceranno nuove generazioni di stelle e pianeti.

Fino a qualche tempo fa, le unità carbonio (gli umani), si ritenevano l'unica forma di vita nel cosmo, al centro della creazione. Oggi sappiamo che il cosmo non ha centro, piuttosto, assomiglia alla superficie di un pallone in espansione, in cui ogni punto è equivalente ad ogni altro.

In questi ultimi anni, gli scienziati si sono anche resi conto che la materia visibile rappresenta solo una piccola parte dell'intera massa dell'universo - meno del 5% - tutto il resto si compone di due misteriose forze: la materia e l'energia oscura, che comprendono, rispettivamente, il 25 e il 70% dell'universo. Dell'energia oscura si sa meno di niente, a parte che deve essere abbastanza forte da causare l'accelerazione dell'espansione dell'universo, altrimenti inspiegabile.

Strettamente collegata a questa energia ancora sconosciuta è la “materia oscura” (dark matter), forma di materia rimasta solo teorica dato che finora nessuno è mai riuscito ad osservare direttamente. Eppure, particelle di materia oscura piovono continuamente sulla Terra e attraversano, invisibilmente, i nostri corpi.

Uno zoom sul primo oggetto formatosi nell'universo, una concentrazione di materia oscura di massa pari a quella della Terra esteso quanto il nostro sistema solare, a sua volta facente parte di una regione (quella in blu) che si estende per 10.000 anni luce. Le due regioni poste nei riquadri sono state ingrandite su una scala 1.100 Credits: Institute for Theoretical Physics/ University of Zurich.

Aure fantasma di materia oscura, pesanti quanto la Terra e grandi quanto tutto il nostro sistema solare, sono state le prime strutture a formarsi nel cosmo. È quanto asserisce una ricerca condotta da scienziati della University of Zurich, pubblicata su Nature. La nostra galassia ne contiene ancora quadrilioni e si pensa che passibo dalle parti della Terra ogni qualche migliaia di anni lasciando una brillante traccia di raggi gamma.

“Questi aloni di materia oscura sarebbero l'origine dell'energia gravitazionale che ha attratto la materia ordinaria, permettendo a stelle e galassie di formarsi” sostiene il Prof. Ben Moore dell'Institute for Theoretical Physics della University of Zurich, co-autore della ricerca. “Le regioni di maggiore densità hanno attratto più materia mentre le regioni meno dense l'hanno persa”. La materia oscura avrebbe cioè creato dei vortici gravitazionali nello spazio mentre la materia ordinaria vi fluiva, circa 20 milioni di anni dopo il Big Bang. Dopo circa altri 500 milioni di anni, sono apparse le prime galassie.

I calcoli degli scienziati di Zurigo si sono basati su una particella teorica chiamata “neutralino”, una particella supersimmetrica generata dal Big Bang che, secondo loro, potrebbe rappresentare il candidato ideale per la materia oscura. I risultati della ricerca si devono però soprattutto a zBox, un nuovo supercomputer disegnato e costruito alla University of Zurich da Moore e da Joachim Stadel e Juerg Diemand. Usando la potenza di zBox, circa quella di 300 processori Athlon, il team svizzero ha calcolato come i neutralini generati dal Big Bang si sarebbero evoluti nel tempo. Quello che è emerso dai calcoli di zBox sono due nuovi e salienti fatti: gli aloni di massa pari a quella della Terra si sono formati per primi; queste strutture erano così dense che sono sopravvissute a tutto questo tempo; ciò che ne rimane oggi si muove attraverso le galassie interagisce con la materia ordinaria (quella atomica).

“La rilevazione di questi aloni composti da neutralini è difficile ma non impossibile” sostiene il team svizzero, “poiché emettono costantamente raggi gamma, la più alta forma di energia luminosa, prodotti dalla collisione dei neutralini. Con un po' di fortuna riusciremo a intercettarne qualcuno che passerà vicino alla Terra”.

Il posto migliore per rilevare un neutralino, tuttavia, è nel centro delle galassie, dove la densità della materia oscura è maggiore, o nei centri di questi aloni migranti. Più le regioni sono dense maggiore è la probabilità di collisioni tra neutralini e di emissione di raggi gamma. La missione GLAST prevista dalla NASA per il 2007 potrà forse fornire un valido aiuto. Rilevatori terrestri di raggi-gamma come VERITAS o MAGIC potrebbero anche rilevare raggi gamma prodotti da interazioni di neutralini. Inoltre,nei prossimi anni, il Large Hadron Collider al CERN in Svizzera confermerà o meno le teorie della supersimmetria.

Istituzioni scientifiche citate nell'articolo:

Institute of Theoretical Physics, University of Zurich

Gamma-ray Large Area Space Telescope (GLAST)

VERITAS

MAGIC - Gamma Ray Burst Monitor System

LHC - The Large Hadron Collider

E-mail: Alessio Mannucci

VERSIONE STAMPA     INVIA QUESTA NOTIZIA AD UN AMICO N.B.: gli eventuali indirizzi di recapito presenti nell'articolo possono cambiare senza che la redazione di ECplanet ne venga a conoscenza. Ultima modifica = (16-02-2005:07:47)  EDIT ARTICLE Nr. 16490